Transcript AR Filtrazioni

CONVEGNO UNIARIA
Milano, 3 aprile 2014
ASPIRAZIONE E DEPURAZIONE DI NEBBIE OLEOSE E
FUMI GENERATI DA LAVORAZIONI MECCANICHE
CON UTILIZZO DI OLI LUBROREFRIGERANTI, CON
REIMMISSIONE
DELL'ARIA
NELL'AMBIENTE
DI
LAVORO.
“Tutela dell’aria, riduzione, prevenzione, limitazione ed eliminazione delle
emissioni in atmosfera, non significa che espellere tutto all’esterno sia
sempre e solo la soluzione migliore”
Raffaele Lazzarini
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IMPORTANZA DELLA FILTRAZIONE
La filtrazione dell’aria nelle aziende meccaniche è importante perché garantisce:
- miglioramento della salubrità generale
- buona conservazione dei locali
- buona conservazione dei macchinari ed impianti
- recupero dell’olio lubrorefrigerante, etc.
Con il ricircolo in ambiente dell’aria filtrata inoltre, si ottiene un elevato risparmio economico nelle spese di
riscaldamento/climatizzazione , senza contare l’importanza di una drastica riduzione di emissioni di CO2.
Per ottenere ottimi risultati di filtrazione e salubrità è da anni prassi comune ricorrere all’impiego dei filtri ad
Alta ed Altissima Efficienza in accordo alle norme EN 1822 Classe E (EPA) e H (HEPA).
I DEPURATORI PER NEBBIE OLEOSE CON RICIRCOLO IN AMBIENTE: PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO
Questi depuratori sfruttano i principali meccanismi di filtrazione meccanica; l’effluente inquinato aspirato,
passa in sequenza attraverso i seguenti sistemi di abbattimento:
- accrescimento per coalescenza con ricondensatore centrifugo
- prefiltrazione EN779, a setaccio
- filtrazione intermedia EN779, a inerzia o collisione (coalescenza)
- filtrazione finale ad alta o altissima efficienza EN1822, per intercettazione e diffusione.
Le perdite di carico degli elementi filtranti sono monitorate con un pressostato differenziale. La sostituzione
degli elementi filtranti deve avvenire quando il pressostato segnala la perdita di carico massima ammessa.
In presenza di notevoli quantità di effluenti da trattare e/o lavorazioni molto gravose, il depuratore per nebbie
oleose viene protetto da un apposito sistema di prefiltrazione meccanica.
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CRITERI SULLA SCELTA DELLE MEDIE FILTRANTI
Le norme Europee EN 779, EN 1822, da anni rappresentano la più completa ed aggiornata ricerca effettuata
sulle medie filtranti per determinarne l’efficienza ed il campo di applicazione.
Le tabelle 1 e 2 rappresentano sinteticamente ma molto chiaramente quanto di seguito esposto.
Le classi di efficienza dei filtri indicati nelle norme EN 779 ed EN 1822 derivano dalle norme francesi Eurovent
ed Americane Ashrae (Società Ingegneria americana per riscaldamento, refrigerazione e ventilazione). È
inoltre stato appurato da vari organi di controllo che i filtri EPA ed HEPA EN 1822, hanno un ottimo rendimento
anche sulla filtrazione di particelle submicroniche, grazie a 5 meccanismi di raccolta: effetto setaccio, impatto
inerziale ed intercettazione, dominanti per particelle superiore a 0,2 micron; la diffusione e l’attrazione
elettrostatica per particelle anche fino a 0,01 micron.
Esempio Filtro HEPA H13 - EN 1822
Come si può notare nelle tabelle seguenti, risulterà molto semplice ed intuitivo capire l’efficienza della media
filtrante installata nell’apparecchiatura di depurazione, nonché il relativo campo di applicazione.
Le portate e le perdite di carico massime di ogni singolo elemento filtrante sono stabilite dai costruttori per
garantirne l’efficienza e la resistenza.
La valutazione di questi parametri permette con estrema semplicità di capire se l’impianto di aspirazione,
filtrazione ed abbattimento sia realizzato ed applicato a regola d’arte.
Inoltre tutti i valori di riferimento delle efficienze indicati nelle norme sono “i peggiori ottenuti durante i test con
la media filtrante nuova”. Con l’uso, l’efficienza aumenta.
La vita operativa di un elemento filtrante è un altro dato importante. Ogni elemento filtrante ha una perdita di
carico iniziale e una finale dovuta alla resistenza che pone ad un flusso d’aria ed all’intasamento dello stesso;
al raggiungimento della perdita di carico massima consigliata dai produttori, il filtro deve essere sostituito.
Il monitoraggio delle perdite di carico è facilmente attuabile con un pressostato.
In quanto tempo il filtro raggiunge tale perdita di carico dipende da molti fattori:
- caratteristiche tecniche del filtro (efficienza, superficie, etc)
- quantità di inquinante che deve trattare
- velocità di attraversamento dell’aria
- dimensionamento globale dell’impianto, etc
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TABELLA 1 - CLASSIFICAZIONE FILTRI EN 779
TIPO FILTRO
Impieghi tipici di riferimento
EN 779
Metodo
gravimetrico
PREFILTRI
Efficaci per
particelle
=10 micron
INTERMEDI
Efficaci per
particelle
=1 micron
Adatti per applicazioni primarie come protezione da
insetti, macropollini, foglie
Impianti di verniciatura, c appe da cucina,
condizionatori
Prefiltri per filtri tipo "M e F"
Ventilazione per magazzini, officine, rimesse,
industrie tessili, negozi, centri commerciali, etc.
Filtri per aria ricircolata in sistemi di condizionamento
in industrie farmaceutiche, alimentari, ospedali,
laboratori, etc
Prefiltri per filtri tipo "E e H"
Am %
Efficienza media
ponderale
per particelle di 3
micron
G1
G2
G3
G4
< 65
65<80
80<95
>95
EN 779
Metodo
spettrale
Em %
Efficienza media
frazionaria
per particelle di 0,4
micron
M5
M6
M7
40<60
60<80
80<90
F8
F9
90<95
>95
TABELLA 2 - CLASSIFICAZIONE FILTRI EN 1822
E %
Efficienza integrale per
particelle
di 0,15 micron
Massima
Penetrazione
%
E 10*
E 11*
E 12*
85<95
95<99,5
99,5<99,95
15
5
0,5
H 13*
99,95<99,995
0,05
H 14*
>99,995
0,005
U 15
U 16
U 17
>99,9995
>99,99995
>99,999995
0,0005
0,00005
0,000005
EN 1822
MPPS
ALTA
EFFICIENZA
EPA
ALTISSIMA
EFFICIENZA
HEPA
Efficaci per
particelle
=0,01 micron
ASSOLUTI
ULPA
Efficaci per
particelle
=0,01 micron
Filtri finali per Clean Rooms ISO 4, 5, 6, laboratori,
degenza, industrie farmaceutiche,elettroniche,
biotecnologiche, meccaniche.
Sale operatorie e terapia intensiva.
Rifugi con protezione NBC
Adatti per germi, fumi di tabacco, fumi da
combustione di oli, fumi metallurgici fini, nerofumo
submicronico, virus veicolati, particelle radioattive,
contaminanti particellari atmosferici, etc
Prefiltri per filtri tipo "U e Carboni Attivi"
Filtri finali per Clean Rooms ISO 1, 2, 3.
Adatti per tracce di contaminanti patogeni e infettivi
al limite della soglia misurabile.
(*) Nuova designazione
EPA E10, E11, E12:
HEPA H13, H14:
Efficiency Particulate Air Filters
High Efficiency Particulate Air Filters
Le efficienze dei filtri EPA ed HEPA, sono testate con il metodo DOP (Dispersed Oil Particulate).
Ogni elemento filtrante, in funzione della sua forma e dimensione, ha una portata d’aria massima stabilita dal
costruttore.
Le prove sono effettuate in accordo alla norma americana MIL USA 82 e tedesca DIN 24 284 S, utilizzando un
aerosol di nebbie d’olio con granulometria media compresa tra 0,15 e 0,25 micron.
La concentrazione di aerosol nel test è di 100±10% mg/m3.
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PRESTAZIONI DEI DEPURATORI PER NEBBIE OLEOSE
Gli impianti installati presso la società Brembo hanno consentito di ottenere i seguenti risultati.
- Concentrazioni nebbie oleose in uscita: inferiore a 0,05 mg/m3, 100 volte inferiore al limite TLV Italiano e
10 volte inferiore al limite TLV più restrittivo (0,5 mg/m3 ACGIH).
- Concentrazioni in TLV: inferiori a 0,2 mg/m3 (molto spesso attorno a 0,1 mg/m3) ottenute in ambiente
lavorativo con decine di macchine utensili funzionanti ed in mesi invernali. Paritetico e spesso migliorativo
di risultati ottenuti con impianti di aspirazione ed espulsione all’esterno dell’aria filtrata.
- Nessun camino per espulsione.
- Possibilità di variare velocemente la disposizione delle macchine utensili all’interno del reparto in funzione
del ciclo produttivo della commessa acquisita.
- Flessibilità applicabile ad ogni singola macchina utensile, che permette di realizzare un impianto di
aspirazione ad hoc ad ogni variazione del numero di macchine utensili.
- Ogni impianto di depurazione è dimensionato tenendo conto delle caratteristiche e dimensioni della
macchina utensile, tipo di lubrorefrigerante utilizzato, materiali lavorati, etc.
- Ogni impianto può essere manutenuto facilmente dal personale aziendale.
- Se si guasta un depuratore si ferma una macchina utensile; ciò non influisce sul limite di esposizione TLV
generale all’interno del reparto, ritardi nella produzione, etc.
- Recupero dell’olio direttamente nella macchina utensile per il riutilizzo (anche 6/7 litri giorno per una media
di € 3 litro).
- Il riciclo dell’aria riscaldata in inverno e condizionata in estate è fonte di un notevole risparmio annuale sulla
spesa energetica.
- Se la macchina utensile produce è in funzione anche il depuratore, altrimenti entrambi spenti con
ottimizzazione del consumo di energia elettrica.
- La concentrazione di nebbie oleose espulse all’esterno è pressoché nulla. Il risparmio sul riscaldamento
invernale permette di evitare la generazione di 1,96 Kg di CO2 per ogni metro cubo di metano bruciato per
riscaldare l’aria espulsa e 0,53 kg di CO2 per ogni kWh consumato per la refrigerazione della medesima.
EMISSIONI CO2 IN AMBIENTE: PERCHE’ TENERNE CONTO
Un impianto di filtrazione per la riduzione delle emissioni con scarico convogliato all’esterno, genera un
ricambio d’aria continuo che incide pesantemente sui costi di riscaldamento/condizionamento.
Ridurre l’emissione ed espellerla all’esterno laddove facilmente la si può abbattere con il ricircolo all’interno del
luogo di lavoro, contrasta con gli obiettivi proposti dal Protocollo di Kyoto e dal nostro DLgs 152/2006.
Da non sottovalutare: anche analizzando i consumi energetici dei depuratori che andranno installati può
determinare quale sia “la tecnica più efficace per ottenere un elevato livello di protezione dell'ambiente nel suo
complesso”.
Ricordiamoci che in Italia, ogni kWh di energia elettrica prodotta genera 0,53 kg di CO2 (fonti ENEL).
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SCHEDA IMPIANTI REALIZZATI 1
Tipologia di impianto
Azienda in cui l’impianto è installato
Produzione dell’azienda in cui l’impianto è
installato
Inquinanti depurati
(tipo, concentrazione, flusso di massa in
ingresso e in uscita)
Portata aria trattata (m3/h)
Descrizione impianto e ciclo di trattamento
Attività lavorativa effettiva
(h/gg e gg/anno)
Potenza elettrica totale installata (kW)
Descrizione impianto
N. 56 Depuratori per nebbie oleose (uno per ogni macchina utensile)
con abbattimento centrifugo di nebbie oleose e filtrazione finale in
accordo a EN1822.
Italia
Torneria automatica di precisione di metalli in genere
Nebbie oleose con particolato metallico e fumi generati da
lavorazioni meccaniche con macchine utensili; lubrorefrigerazione
ad olio.
Concentrazioni in ingresso variabili,
massimo 40 mg/m3.
- Portata nominale installata 62.000 m3/h
- Portata effettiva stimata 50.000 m3/h
- Abbattimento nebbie oleose e vapori mediante centrifugazione e
filtrazione in accordo a EN779;
- Abbattimento dei fumi e particelle submicroniche con filtrazione
finale ad alta efficienza in accordo a EN 1822.
24 h/gg
47 kW
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Emissioni al camino (mg/m3 o g/h)
Limite di esposizione professionale TLV
rilevata all’interno dell’azienda (mg/m3)
Prestazioni ambientali
Nessun camino
- Nebbie oleose: inferiore a 0,2 mg/m3
- IPA: inferiore a 0,000001 mg/m3 (*)
(*) limite strumento di misura)
Valori rilevati nelle condizioni di utilizzo più gravose ed effettuate nei
mesi invernali, quindi con portoni e finestre chiuse.
Efficienza di depurazione installata
(E% Efficienza integrale per particelle di 0,15 EPA EN1822 E11 - 95<99,5%
micron)
Efficienza di depurazione reale (%)
Valori di analisi massimi all’uscita del depuratore:
- Non ancora rilevati
Limite di esposizione professionale secondo - Nebbie oleose inferiori a 5,0 mg/m3
- IPA inferiore a 0,2 mg/m3
normative Italiane (mg/m3)
Risparmio Energetico rispetto all’espulsione all’esterno dell’aria filtrata
Riduzione costi di riscaldamento nei 5 mesi
€ 25.000 anno stimato
invernali (m3/anno x €/m3)
Riduzione emissioni CO2 in ambiente nei 5
89.000 kg/anno stimato
mesi invernali (kg/anno)
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SCHEDA IMPIANTI REALIZZATI 2
Tipologia di impianto
Descrizione impianto
N. 82 Depuratori per nebbie oleose (uno per ogni macchina utensile)
con abbattimento centrifugo nebbie oleose e filtrazione finale in
accordo a EN1822.
Azienda in cui l’impianto è installato
Italia
Produzione dell’azienda in cui l’impianto è
installato
Inquinanti depurati
(tipo, concentrazione, flusso di massa in
ingresso e in uscita)
Produzione viti da stampaggio, rullatura e lavorazioni meccaniche.
Portata aria trattata (m3/h)
- Portata nominale installata 198.000 m3/h
- Portata effettiva stimata 120.000 m3/h
Descrizione impianto e ciclo di trattamento
- Abbattimento delle micro polveri umide mediante prefiltro
metallico in camera di calma;
- Abbattimento nebbie oleose e vapori mediante centrifugazione e
filtrazione in accordo a EN779;
- Abbattimento dei fumi e particelle submicroniche con filtrazione
finale in accordo a EN 1822.
Attività lavorativa effettiva
(h/gg e gg/anno)
Potenza elettrica totale installata (kW)
24 h/gg
Nebbie oleose con particolato metallico e fumi generati da
lavorazioni meccaniche con macchine utensili; lubrorefrigerazione
ad emulsione e olio.
Concentrazioni in ingresso variabili, massimo 40 mg/m3.
110,00 kW
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Emissioni al camino (mg/m3 o g/h)
Limite di esposizione professionale TLV
rilevata all’interno dell’azienda (mg/m3)
Prestazioni ambientali
Nessun camino
- Nebbie oleose: inferiore a 0,2 mg/m3
- IPA: inferiore a 0,000001 mg/m3 (*)
(*) limite strumento di misura)
Valori rilevati nelle condizioni di utilizzo più gravose ed effettuate nei
mesi invernali, quindi con portoni e finestre chiuse.
Efficienza di depurazione installata
EPA EN1822 E11 - 95<99,5% (per emulsione)
(E% Efficienza integrale per particelle di 0,15 HEPA EN 1822 H13 - 99,95<99,995% (per olio)
micron)
Efficienza di depurazione reale (%)
Valori di analisi massimi all’uscita del depuratore:
- Nebbie oleose inferiore a 0,05 mg/m3
Limite di esposizione professionale secondo - Nebbie oleose inferiori a 5,0 mg/m3
- IPA inferiore a 0,2 mg/m3
normative Italiane (mg/m3)
Risparmio Energetico rispetto all’espulsione all’esterno dell’aria filtrata
Riduzione costi di riscaldamento nei 5 mesi
€ 137.000 anno stimato
invernali (m3/anno x €/m3)
Riduzione emissioni CO2 in ambiente nei 5
480.000 kg/anno stimato
mesi invernali (kg/anno)
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